宇宙はさまざまな形態の物質で構成されており、あらゆる形態の物質にエネルギーが含まれています。 地球上のさまざまなエネルギーは、究極のエネルギー源である太陽に由来します。 植物は太陽から光エネルギーを取り込み、光合成の過程を通じて化学エネルギーに変換します。 この植物に貯えられたエネルギーは多くの方法で活用することができます。 例えば、食品として植物を食べることで、身体にエネルギーを供給し、木材や石炭（化石化された植物）を燃やすことで、熱と電気を発生させます。 したがって、物質のすべての変化はすべてエネルギー変化を伴うため、エネルギーがどのようにある形態から別の形態へ流れているかを理解することが重要です。
エネルギーは仕事をする能力と定義されています。 仕事は、物体に力を加えると、物体が対抗する力を超えたことで物体が動いた場合に発生します。 たとえば、机が床の抵抗を超えて部屋を横切るように押されたときに、仕事が発生します。
エネルギーは、位置エネルギーと運動エネルギーという2 つの主要なタイプにグループ化できます。 位置エネルギーとは、物体の相対位置、組成、または条件に関連するエネルギーです。 運動エネルギーは、物体の運動に関連するエネルギーです。 例えば、ダムにある水は、地面から高い位置にあるためにエネルギーが発生する可能性があります。 水が発電機を通して下方向に流れると運動エネルギーが得られ、水力発電所で発電するための仕事をすることができます。
位置エネルギーは、静止エネルギーまたは蓄積エネルギーとしても知られています。 一般的な位置エネルギーには、木からぶら下がっているリンゴに蓄えられた重力の位置エネルギー、 電荷の引力や斥力によって物体に蓄えられた電気的な位置エネルギー、原子と分子の結合部に蓄えられた化学的な位置エネルギーなどがあります。 また、原子核に蓄えられた核エネルギーと、その形状によって伸縮ばねに蓄えられた弾性エネルギーも、位置エネルギーの一種です。
通常、エネルギーが高い物体やシステムは安定性が低くなるため、安定性を確保するためにエネルギーレベルが低いほうへと動く傾向があります。 例えば、放射性元素ウラン 235 （ U235 ）には不安定な核があります。 安定性を確保するため、小型で安定した元素に分裂し、蓄積された核エネルギーを放出します。 この放出されたエネルギーは、原子力発電所での発電に使用されます。
物体の運動エネルギーの量は、その質量と速度によって異なります。 同じ速度で傾斜した平面を転がる、異なる質量の 2 つのボールを考えてください。 より重い球により多くの運動エネルギーがあります。 同様に、同じ質量の 2 つのボールが異なる速度で傾斜した平面を転がると、より速く動くボールのほうがより多くの運動エネルギーを持ちます。
異なる運動エネルギーの形態として力学的、電気的、放射性、音、 熱エネルギーがあります。 力学的エネルギーは、物体の動きに関連しています。 物体の移動が速いほど、力学的エネルギーが多くなります。 たとえば、銃やダムを流れる水から発射される弾丸は、力学的エネルギーの例です。 電気エネルギーは電荷の流れに起因し、雷雨のときの落雷や、日常にある電気回路や電子機器に見られます。 放射エネルギーも運動エネルギーの一種で、電磁波として伝送され、光と熱の形で体感できます。 太陽光が放射エネルギーの一例です。
熱エネルギーは原子と分子のランダムな動きに関連しています。 物体の原子や分子がすばやく動いたり振動したりすると、その原子や分子は運動エネルギー（ KE ）の平均が高くなり、その物体は「高温」と呼ばれます。 原子と分子がゆっくりと動いているときは、平均 KE が低く、物体は「低音」と示されます。 したがって、物体の温度変化によって熱エネルギーを観測することができます。 化学反応や相変化（融解や気化など）が発生しないと仮定すると、物質試料中の熱エネルギー量が増加すると、温度が上昇します。 同様に、化学反応や相変化（凝縮や凍結など）が発生しないと仮定すると、物質試料の熱エネルギー量が減少すると、温度が低下します。
エネルギーは、ある形から別の形に変換できるが、変化する前に存在していた総エネルギーは、変化後も常に何らかの形で存在します。 この観測は、エネルギー保存法則として表現されています。 エネルギー保存法則は、エネルギーの形が変わることはあっても、エネルギーの発生や破壊はないと規定しています。 したがって、システムの総エネルギーは一定のままです。 たとえば、化学エネルギー ( 位置エネルギーの一種 ) は、ガソリンを構成する分子に保存されています。自動車のエンジンのシリンダ内でガソリンが燃焼すると、化学反応で急速に膨張したガス状の生成物が、シリンダのピストンを動かすことで力学的エネルギー（運動エネルギーの一種）を発生させます。
このテキストは 、 Openstax, Chemistry 2e, Section 5.1: Energy Basics から引用しています。
